轨道车辆车厢LED照明系统设计及可靠性分析

轨道车辆车厢LED照明系统设计及可靠性分析
作者：张邦成，尹晓静，高智，王占礼，周志杰 著
出版时间：2019年版
内容简介
　　《轨道车辆车厢LED照明系统设计及可靠性分析》在简要介绍轨道车辆车厢LED照明技术发展的基础上，对轨道车辆车厢LED照明外观结构进行总体设计；深入分析轨道车辆车厢LED驱动电源要求，设计了一种LED驱动器，输出电压和电流平稳，能够满足LED的驱动要求；深入研究轨道车辆车厢LED照明控制方法，应用集中式控制方法，设计了以CAN总线为通信方式的控制系统，并应用PID算法控制驱动电源的输出电流，实现对LED亮度的智能控制；在分析轨道车辆车厢LED照明系统故障机理的基础上，基于小波包能量熵进行特征提取，提出应用置信规则库的轨道车辆车厢LED照明系统故障诊断与预报方法；为了提高轨道车辆车厢LED照明系统的可靠性，提出一种带漂移参数的Wiener过程的剩余寿命预测方法，利用Bayes方法对参数进行估计。
目录
目录
前言
第1章 概述 1
1.1 LED照明在轨道车辆中的应用与发展 1
1.2 轨道车辆车厢LED照明存在的问题 4
1.3 本章小结 5
第2章 轨道车辆车厢LED照明结构设计 6
2.1 新型旋轴式轨道车辆车厢LED照明结构设计 6
2.2 轨道车辆车厢LED照明散热装置结构设计 8
2.3 轨道车辆车厢LED照明保护装置结构设计 12
2.4 本章小结 13
第3章 轨道车辆车厢LED照明系统驱动电源设计 14
3.1 轨道车辆车厢LED驱动方式的选择 15
3.1.1 恒流式LED驱动器 15
3.1.2 稳压式LED驱动器 16
3.2 轨道车辆车厢LED照明驱动电源基本原理 17
3.2.1 DC/DC变换器原理 17
3.2.2 PWM调制技术 19
3.2.3 闭环反馈 19
3.3 轨道车辆车厢LED照明驱动电源的设计 19
3.3.1 驱动芯片的选择 19
3.3.2 EMC电路设计 21
3.3.3 整流滤波电路设计 22
3.3.4 PFC电路设计 23
3.3.5 降压稳压电路设计 24
3.3.6 DC/DC变换器电路设计 25
3.3.7 LED驱动电源整体电路设计 26
3.4 轨道车辆车厢LED照明驱动电源电路仿真分析 28
3.4.1 仿真电路的设计 28
3.4.2 整流滤波电路的仿真分析 29
3.4.3 DC/DC变换器的仿真分析 29
3.4.4 LED驱动芯片的仿真分析 30
3.4.5 LED驱动电源电路仿真分析 32
3.5 本章小结 35
第4章 轨道车辆车厢LED照明控制系统设计 36
4.1 轨道车辆车厢LED照明控制系统研究现状 36
4.2 轨道车辆车厢LED照明控制方法分析 37
4.2.1 分散式控制方法 37
4.2.2 集中式控制方法 38
4.3 轨道车辆车厢LED照明控制系统总体方案 38
4.4 轨道车辆车厢LED照明控制系统总体原理 40
4.5 控制系统亮度采集模块的设计 41
4.6 控制系统通信方式的选择 43
4.6.1 RS232通信方式 43
4.6.2 RS485通信方式 44
4.6.3 CAN总线通信方式 44
4.6.4 三种通信方式的比较 45
4.7 轨道车辆车厢LED照明控制系统通信接口电路设计 45
4.7.1 基于SJA1000的控制电路设计 46
4.7.2 基于PCA82C250的收发电路设计 48
4.8 轨道车辆车厢LED照明控制算法研究 49
4.8.1 车厢亮度变化因素分析 49
4.8.2 亮度处理数据融合算法 49
4.8.3 PID控制算法 54
4.9 轨道车辆车厢LED照明亮度智能控制仿真分析 55
4.9.1 置信距离矩阵的计算 56
4.9.2 支持度关系矩阵的计算 57
4.9.3 融合结果的计算 59
4.9.4 总体结果分析 59
4.9.5 PID仿真分析 61
4.10 本章小结 64
第5章 轨道车辆车厢LED照明系统故障诊断与预报 65
5.1 轨道车辆车厢LED照明系统故障机理分析 65
5.1.1 LED控制电路模块故障机理分析 66
5.1.2 LED驱动电源模块故障机理分析 69
5.1.3 LED灯板模块故障机理分析 70
5.1.4 亮度传感器采集模块故障机理分析 71
5.2 基于置信规则库的系统故障诊断研究 72
5.2.1 故障特征提取方法研究 73
5.2.2 置信规则库理论 82
5.2.3 桥式整流滤波电路故障诊断 85
5.3 基于置信规则库的系统故障预报研究 88
5.3.1 基于置信规则库的故障预报 88
5.3.2 亮度传感器故障预报仿真分析 90
5.4 本章小结 94
第6章 轨道车辆车厢LED照明控制系统可靠性分析 96
6.1 LED照明产品可靠性问题 96
6.1.1 LED照明产品可靠性技术研究现状 96
6.1.2 可靠性定义与度量 97
6.1.3 可靠性实验 100
6.2 LED照明控制系统可靠性建模与分析 101
6.2.1 可靠性模型 101
6.2.2 可靠性分析 104
6.3 LED照明产品可靠性因素分析 108
6.3.1 故障树理论与分析方法 109
6.3.2 故障树的建立 109
6.3.3 故障树的数学描述 110
6.3.4 故障树的评定 111
6.3.5 可靠性影响因素分析 112
6.4 LED照明控制系统剩余寿命预测 117
6.4.1 加速退化实验的分类及模型 117
6.4.2 基于Wiener过程的轨道车辆车厢LED照明控制系统剩余寿命预测 121
6.4.3 实验准备 126
6.4.4 实验设备 128
6.4.5 实验步骤 129
6.4.6 轨道车辆车厢LED驱动电源剩余寿命预测 131
6.5 本章小结 134
参考文献 136
附录 139